ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Исследование кинетики химической реакции позволяет установить зави-
симость её скорости от концентраций реагентов, температуры и других пара-
метров, например потенциала электрода в электрохимических реакциях, интен -
сивности света – в фотохимических, мощности дозы излучения – в радиацион-
но- химических, оценить реакционную способность участников реакции и
установить механизм ее протекания .
Реакции, выражающиеся простыми стехиометрическими уравнениями,
часто являются сложными реакциями, то есть осуществляются в результате од-
новременного протекания нескольких простых реакций, называемых элемен -
тарными реакциями или элементарными стадиями. Продукты одних стадий,
быстро потребляемые в других стадиях и потому присутствующие в реакцион-
ной системе лишь в незначительных концентрациях, называются промежуточ-
ными. В более широком смысле элементарными стадиями могут быть не только
химические реакции, но также процессы диффузии и передачи энергии при
столкновении реагирующих веществ.
Часто одна из элементарных реакций (стадий) протекает существенно
медленнее, чем остальные и определяет (лимитирует ), тем самым, общую ско-
рость реакции. В таких случаях для кинетики реакции имеет значение лишь
природа лимитирующей стадии.
Целью кинетического исследования является нахождение вида кинетиче-
ского уравнения , устанавливающего связь между скоростью реакции и значе-
ниями важнейших для ее протекания параметров.
Основным законом кинетики реакций низкомолекулярных соединений
является закон действующих масс, в соответствии с которыми скорость хими-
ческой реакции пропорциональна произведению молекулярных концентраций
реагирующих веществ:
W =
n
B
m
A
CkC
,
где k – константа скорости реакции при данной температуре, m и n – по -
рядки скорости реакции по реагентам А и В соответственно.
Полимеризация протекает по более сложной схеме, чем реакции низко-
молекулярных веществ, т.к . состоит из нескольких элементарных реакций. од-
нако при исследовании кинетики полимеризации на начальном этапе (при ма-
лой глубине превращения мономера в полимер ), когда образующийся полимер
не вызывает заметного увеличения вязкости реакционной массы , приводящего
к лимитированию скорости процесса полимеризации скоростью диффузии, по -
лимеризацию можно рассматривать в рамках обычных кинетических представ-
лений.
При этом необходимо учесть особенности протекания элементарных ре-
акций, составляющих процесс полимеризации.
3
И сследование к инетик и химическ ойреак ции позволяет установить зави-
симость её ск орости от к онцентрацийреагентов, температуры и других пара-
метров, например потенциала элек трода в элек трохимическ их реак циях, интен-
сивности света – в ф отохимическ их, мощ ности дозы излучения – в радиацион-
но-химическ их, оценить реак ционную способность участник ов реак ции и
установитьмеханизм еепротек ания.
Реак ции, вы раж аю щ иеся просты ми стехиометрическ ими уравнениями,
часто являю тся слож ны ми реак циями, то естьосущ ествляю тся в результате од-
новременного протек ания неск ольк их просты х реак ций, назы ваемы х элемен-
тарны ми реак циями или элементарны ми стадиями. П родук ты одних стадий,
бы стро потребляемы е в других стадиях и потому присутствую щ ие в реак цион-
нойсистеме лиш ь в незначительны х к онцентрациях, назы ваю тся промеж уточ-
ны ми. В более ш ирок ом смы сле элементарны ми стадиями могут бы тьнетольк о
химическ ие реак ции, но так ж е процессы диф ф узии и передачи энергии при
столк новении реагирую щ их вещ еств.
Ч асто одна из элементарны х реак ций (стадий) протек ает сущ ественно
медленнее, чем остальны е и определяет (лимитирует), тем самы м, общ ую ск о-
рость реак ции. В так их случаях для к инетик и реак ции имеет значение лиш ь
природа лимитирую щ ейстадии.
Ц елью к инетическ ого исследования является нахож дение вида к инетиче-
ск ого уравнения, устанавливаю щ его связь меж ду ск оростью реак ции и значе-
ниями важ нейш ихдля еепротек ания параметров.
О сновны м зак оном к инетик и реак ций низк омолек улярны х соединений
является зак он действую щ их масс, в соответствии с к оторы ми ск орость хими-
ческ ойреак ции пропорциональна произведению молек улярны х к онцентраций
реагирую щ их вещ еств:
W = kC m n
ACB ,
где k – к онстанта ск орости реак ции при даннойтемпературе, m и n – по-
рядк и ск орости реак ции по реагентам А и В соответственно.
П олимеризация протек ает по более слож нойсхеме, чем реак ции низк о-
молек улярны х вещ еств, т.к . состоит изнеск ольк их элементарны х реак ций. од-
нак о при исследовании к инетик и полимеризации на начальном этапе (при ма-
лойглубине превращ ения мономера в полимер), к огда образую щ ийся полимер
не вы зы вает заметного увеличения вязк ости реак ционноймассы , приводящ его
к лимитированию ск орости процесса полимеризации ск оростью диф ф узии, по-
лимеризацию мож но рассматривать в рамк ах обы чны х к инетическ их представ-
лений.
П ри этом необходимо учесть особенности протек ания элементарны х ре-
ак ций, составляю щ ихпроцесс полимеризации.
